(民航华北空管局技术保障中心 100621)
摘要：UPS不间断电源是一种含有储能装置的不间断电源，能够在设备运行的过程中，有效的对其软、硬件进行保护，并且在电压过大或过低时，也能够对设备进行保护。如今UPS不间断电源已经广泛的应用到工业、通讯、国防、医院、网络服务器等领域当中。但是，在对UPS不间断电源进行使用的过程中，也要掌握正确的维护方法，这样才能使供电质量有一定的保证，使企业的设备能正常运行。
关键词：UPS；不间断电源；分析；维护方法
1引言
现在，科技生活与时俱进，电子技术也在蓬勃发展，因此，各种各样的用电设备悄然出现在人们的工作和生活中。但是，大部分的用电设备都是非线性结构的，这种非线性结构的用电设备可能会导致电网输入端电压电流波形不一致，而且还将会造成电网设备产生谐波污染，对供电质量有很重要的负面作用。电源的质量对负载设备的稳定性和可靠性有着很高的要求，电源电压不稳定或者电源电路中断将会给人们的工作和生活带来不可挽回的伤害，特别是在重要的岗位和部门，电源电路的故障将会威胁到职工的生命安全，所以人们经常关注市电供电质量的好坏和设备安全运行的可靠性和稳定性。UPS不间断电源就是这样产生的，使用并改造人们的日常生活。
2对UPS不间断电源概述
不间断电源，简称UPS，其主要作用是保证负载的不间断运行。现代工业发展日新月异，各类新式高精尖电力电子设备层出不穷，对电能质量的要求也越来越高。例如在人们日常生活中扮演着重要角色的通信存储类设备，一旦出现停电事故，轻则造成各类存储信息丢失，重则导致设备损坏，产生严重的后果。当停电事故一旦发生在医疗领域、军事领域，所造成的损失通常是无法挽回的。因此在这类设备背后都有着不间断电源的存在，它们的存在可以保证在电力系统一旦出现故障导致断电时继续保证负载运作，防止重大事故的发生。UPS不间断电源是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件、稳压、稳频的输出的电源，一般有4部分组成：整流、储能、变换、开关控制。UPS不间断电源主要功能可归纳为5个方面：（1）双路电源之间无间断切换。（2）隔离功能。（3）电压变换功能。（4）频率变换功能。（5）后备功能。UPS不间断电源是随着计算机的诞生而出现的，经历了从最初的单纯“后备电源”发展到网络环境下的“不间断安全供电平台”，保护功能日趋完备，应用范围越来越广。UPS不间断电源按其工作方式分为后备式、在线互动式、在线式三类；按安置方式分为集中式、区域式和分散式；按向负载提供备用电时间分为标准机（10-15分钟）和长延时机（可达8小时以上）；按频率分为工频机和高频机；按容量分为小容量≤3kVA、中小容量3-10kVA、中大容量≥10kVA；按其输入输出方式分为单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出。不同类型的UPS不间断电源对电网及负载的适应能力不同（如下表1），技术指标不同，具有不同的价格档次。
3分析UPS不间断电源的类型
3.1后备式UPS
后备式UPS是出现最早的，发展至今是应用最为广泛，技术也最成熟的UPS。后备式UPS的结构和功能简单，价格便宜，可靠性不高，所以一般只用于对功率要求不高的设备。后备式UPS在市电工作时直接将负载接在市电上，由市电对负载供电，一般同时通过整流降压的方式对蓄电池充电，保证蓄电池容量；一旦市电出现故障，UPS电源立刻开通逆变器，使蓄电池的电能可以通过逆变器升压逆变后源源不断的供给负载，使负载继续运行和工作。通常后备式UPS电源只起到转换供电电源的作用而不处理电网中的干扰以及谐波成分，因此一般不适用于对电能质量要求很高的场合。同时一般后备式UPS为了体积和重量考虑往往不会使用许多的电池，导致其供电时间受限。
3.2在线互动式UPS
在线互动式UPS在后备式的基础上增加了滤波和稳压部分，同时使用了一个可以整流和逆变的双向变换器。当市电输入正常时，双向变换器充当整流器，将市电转化为直流电对蓄电池组充电，市电故障时双向变换器则充当逆变器，将蓄电池的电能转化为交流电对负载进行输出。在线互动式的优点是效率高、对谐波的抑制性能好、可靠性高、转换时间短、抗干扰能力强，缺点是由于大多数时间由市电直接提供电能，电能质量受市电影响较大，所以通常输出电能品质不高，频率特性表现不是很稳定，通常不用作长时间的供电电源。
3.3在线式UPS
在线式UPS同以上两种不同的是其逆变器始终处于工作状态。市电故障时在线式UPS起的作用和其他两种相同，当市电正常时，由于正常市电通常电能质量不高，在线式UPS会先对市电进行整流，将其转化为恒定的直流电再接通逆变器进行逆变供给负载，这样可以使负载无论在市电是否正常的时候都享受高质量的电能。因此在线式UPS广泛应用在需要长期供应优质电能的系统中。相比于其他两种，在线式UPS通常价格比较高。
3.4容量差异UPS
该种电源按照输出容量大小结合UPS按输入/输出方式可分为三类：单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出。单相电是指由一根火线、一根零线和一根地线组成的供电系统；三相电是由三根火线、一根零线和一根地线组成的供电系统,其中两根火线之间的电压（即线电压）为380V,而火线与零线之间的电压（即相电压）为220V。对于用户来说，三相供电其市电配电和负载配电容易，每一相都承当一部分负载电流，因而中、大功率UPS多采用三相输入/单相输出或三相输入/三相输出的供电方式。
3.5智能型UPS
该种电源是当今UPS的一大发展趋势，随着UPS在网络系统上应用，网络管理者强调整个网络系统为保护对象，希望整个网络系统在供电系统出现故障时,仍然可以继续工作而不中断。因此UPS内部配置微处理器使之智能化是UPS的新趋势，UPS内部硬件与软件的结合，大幅度提高了UPS的功能,可以监控UPS的运行工作状态，如：UPS输出电压频率，电网电压频率、电池状态以及故障记录等。还可以通过软件对电池进行检测、自动放电充电,以及遥控开关机等。网络管理者就可以根据信息资料分析供电质量，依据实际情况采取相应的措施。当UPS检测出供电电网中断时,UPS自动切换到电池供电,在电池供电能力不足时立即通知服务器做关机的准备工作并在电池耗尽前自行关机。智能型UPS通过接口与计算机进行通讯，从而使网络管理员能够监控UPS，因此其管理软件的功能就显得极其重要。
4分析UPS不间断电源的维护方法
信息技术的不断发展，带动了电力行业的发展，而且二者的融合程度越来越高。当前国内许多电力系统设备在发展的过程中，都融入了智能化系统、自动化系统，并取得了良好的效果。UPS是一种不间断的电源，满足当前我国经济发展需求。所以UPS不间断电源的本质，也是一种全自动化的电源，并不需要相关工作人员时刻对其进行维护、进行检修。虽然自动化程度较高，使用起来也比较理想，但是依然存在许多环节需要人们对其进行保护，以此来保证UPS正常使用，真正地做到不间断供电。
4.1主机与蓄电池维护
UPS不间断电源的主机对于运行环境并无过高的要求，在普通的室温环境下即可实现正常运转。但是，其运行需要清洁性，如果主机当中有过多的灰尘，当空气中水汽较大的情况下，过多的灰尘会导致主机的运转受到影响。而UPS不间断电源的蓄电池对于温度则有一定要求，一般其最适宜的工作温度为25℃。因此需要对与灰尘以及温度需要进行一定的维护，当环境温度发生变化时，则需要对浮充电压进行调整。通常蓄电池被作为UPS系统的重要组成，若是在没有电池的情况下，UPS系统只能被称为一个可以稳频、稳压的设备，由此看出UPS能够进行不间断供电的运作的原因与蓄电池的稳定使用息息相关。一旦市电发生异常，蓄电池就会直接把蓄电池相关的化学能转换为电能，并且将其输出给后端负载设备，保证设备长时间稳定的运行。另一方面，依据相关的实际维护情况表明，大多数的电源故障和蓄电池有直接或者间接的关系。影响UPS蓄电池的有效性主要是容量不够、端电压不足以及瞬间放电的电流难以实现带负载启动的需求等。通常稳定的UPS主机的寿命往往集中于10年以上，然而如今我国还存在相当大比例的UPS电池在使用不满一年的情况下，就逐渐发生类似鼓包、漏液等各种各样的问题，甚至某些品牌电池在初始投入运行期间就出现失效等不良问题。这些负面问题出现的很大原因是因为蓄电池的制造工艺上还存在一定的缺陷，还有一部分原因是因为在后天使用的过程中未能进行有效的维护保养，如改善蓄电池存储环境、定期充放电及检测内阻等。
4.2操作维护
对UPS不间断电源使用正确的操作方式，可以使不间断电源的寿命有效提高。在操作的过程中会遇到外部开始停止供电，负载在进行工作的情况，这是不要开始运行不间断电源，要等设备彻底停止工作后，再使UPS不间断电源开始工作，然后启动设备。这样的操作方式，才能保障UPS不间断电源正常的进行工作，保证生产正常有序的进行。
5结束语
现阶段，社会经济飞速发展，人们对于电力的要求也变得日益增加，UPS不间断电源的出现就在一定程度上满足了人们一些需求。尤其是是在一些要应用到大型设备的企业中，它更是发挥了十分重要的作用。综上，对UPS不间断电源的原理进行了说明，并对其维护方法也加以说明，只有对UPS不间断电源进行不断的完善，才能够有效的对电能质量进行保证。
参考文献:
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论文作者:米子昂
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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